국내 산업 및 시도별 대기오염물질 배출량자료를 이용한 미세먼지 형성 가능성 및 인체 호흡기 영향 평가추정 Assessment and Estimation of Particulate Matter Formation Potential and Respiratory Effects from Air Emission Matters in Industrial Sectors and Cities/Regions원문보기
많은 산업 및 도로이동오염원 등으로부터 발생되는 미세먼지는 인간건강과 호흡기에 큰 영향을 미치고 있으며 이에 대한 중요성이 점차 증가하고 있다. 세계보건기구(WHO)에서도 미세먼지($PM_{10}$) 및 초미세먼지$PM_{2.5}$)를 석면 및 비소 등의 물질과 같은 등급인 1급 발암물질로 지정한 이후로 우리나라에서도 지속적인 관심과 연구를 진행해오고 있다. 현재 환경부와 각 지자체별로 미세먼지 및 대기오염정보를 구축하여 제공하고 있지만, 특히 미세먼지 주의보 및 경보발령에 있어서 미세먼지 $PM_{10}$ 및 $PM_{2.5}$ 자료만을 활용하고 있고 미세먼지형성에 영향을 주는NOx, SOx, $NH_3$자료는 활용 및 고려를 하지 않고 있다. 또한 국내 산업별 및 지자체별로 세부적인 미세먼지형성 가능성(particulate matter formation potential) 및 발생되는 미세먼지로 인한 인체호흡기 영향평가(respiratory effects)와 관련된 연구는 많이 진행이 되고 있지 않다. 이에 본 연구의 목적은 국내 11개 산업별 및 시도별로 2001년과 2013년 환경부 및 국립환경과학원에서 제시하고 있는 NOx, SOx, $PM_{10}$, $NH_3$ 자료를 활용하여 미세먼지형성(particulate matter formation potential) 평가와 이로 인한 인체 호흡기 영향을 평가 및 산정하여 비교 제시하고자 하였다. 본 연구결과로는 산업별 및 시도별로 미세먼지형성과 인간건강에 영향을 제시하였으며, 향후 미세먼지 관련 연구에 중요하게 활용할 수 있을 것으로 사료된다.
많은 산업 및 도로이동오염원 등으로부터 발생되는 미세먼지는 인간건강과 호흡기에 큰 영향을 미치고 있으며 이에 대한 중요성이 점차 증가하고 있다. 세계보건기구(WHO)에서도 미세먼지($PM_{10}$) 및 초미세먼지$PM_{2.5}$)를 석면 및 비소 등의 물질과 같은 등급인 1급 발암물질로 지정한 이후로 우리나라에서도 지속적인 관심과 연구를 진행해오고 있다. 현재 환경부와 각 지자체별로 미세먼지 및 대기오염정보를 구축하여 제공하고 있지만, 특히 미세먼지 주의보 및 경보발령에 있어서 미세먼지 $PM_{10}$ 및 $PM_{2.5}$ 자료만을 활용하고 있고 미세먼지형성에 영향을 주는NOx, SOx, $NH_3$자료는 활용 및 고려를 하지 않고 있다. 또한 국내 산업별 및 지자체별로 세부적인 미세먼지형성 가능성(particulate matter formation potential) 및 발생되는 미세먼지로 인한 인체호흡기 영향평가(respiratory effects)와 관련된 연구는 많이 진행이 되고 있지 않다. 이에 본 연구의 목적은 국내 11개 산업별 및 시도별로 2001년과 2013년 환경부 및 국립환경과학원에서 제시하고 있는 NOx, SOx, $PM_{10}$, $NH_3$ 자료를 활용하여 미세먼지형성(particulate matter formation potential) 평가와 이로 인한 인체 호흡기 영향을 평가 및 산정하여 비교 제시하고자 하였다. 본 연구결과로는 산업별 및 시도별로 미세먼지형성과 인간건강에 영향을 제시하였으며, 향후 미세먼지 관련 연구에 중요하게 활용할 수 있을 것으로 사료된다.
Since the fine particulate matters occurred from mainly combustion in industry and road transport effect to human respiratory health, the interest and importance are getting increased. In 2013, the World Health Organization (WHO) concluded that outdoor air pollution is carcinogenic to humans, with t...
Since the fine particulate matters occurred from mainly combustion in industry and road transport effect to human respiratory health, the interest and importance are getting increased. In 2013, the World Health Organization (WHO) concluded that outdoor air pollution is carcinogenic to humans, with the particulate matter component ($PM_{10}$ and $PM_{2.5}$) of air pollution most closely associated with increased cancer incidence, especially cancer of the lung. Therefore, many researches have been studied in the quantification and data development of fine particulate matters. Currently, the Ministry of Environment and cities/regions are developing the fine particulate matter data and air emission information. Particularly just $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ data is used in the fine particulate matters warning and alert. The data of NOx, SOx, $NH_3$, which have the particulate matter formation potential are not well considered. Also, the researches related with particulate matter formation potential and respiratory effects by industrial sectors and cities/regions are not conducted well. Therefore, the purpose of this study is to evaluate and calculate particulate matter formation potential and respiratory effects in 11 industrial sectors and cities using NOx, SOx, $PM_{10}$, $NH_3$ data (developed by Ministry of Environment and National Institute of Environmental Research) in 2001 and 2013. The results of this study will be provided the particulate matter formation potential and respiratory effects and will be used for future the fine particulate matter researches.
Since the fine particulate matters occurred from mainly combustion in industry and road transport effect to human respiratory health, the interest and importance are getting increased. In 2013, the World Health Organization (WHO) concluded that outdoor air pollution is carcinogenic to humans, with the particulate matter component ($PM_{10}$ and $PM_{2.5}$) of air pollution most closely associated with increased cancer incidence, especially cancer of the lung. Therefore, many researches have been studied in the quantification and data development of fine particulate matters. Currently, the Ministry of Environment and cities/regions are developing the fine particulate matter data and air emission information. Particularly just $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ data is used in the fine particulate matters warning and alert. The data of NOx, SOx, $NH_3$, which have the particulate matter formation potential are not well considered. Also, the researches related with particulate matter formation potential and respiratory effects by industrial sectors and cities/regions are not conducted well. Therefore, the purpose of this study is to evaluate and calculate particulate matter formation potential and respiratory effects in 11 industrial sectors and cities using NOx, SOx, $PM_{10}$, $NH_3$ data (developed by Ministry of Environment and National Institute of Environmental Research) in 2001 and 2013. The results of this study will be provided the particulate matter formation potential and respiratory effects and will be used for future the fine particulate matter researches.
이와 같이 수행하여 진행된 국내 연구들과 정부에서 많은 정보를 제공함에도 불구하고 국내 산업별 및 지자체별로 세부적인 미세먼지형성 가능성(particulate matter formation potential) 및 대기오염물질로 인해서 발생된 미세먼지로 인한 인체호흡기 영향평가(respiratory effects)와 관련된 연구는 많이 진행되고 있지 않다. 이에 본 연구에서는 국내 산업별(11개의 산업 대분류) 및 시도별로 2001년부터 2013년 까지 환경부 및 국립환경과학원에서 제시하고 있는 NOx, SOx, PM10, NH3 자료를 활용하여 미세먼지형성평가와 이로 인한 인체건강 및 호흡기 영향을 평가 및 추정 산정하여 비교 제시하고자 하였다.
제안 방법
본 연구에서는 국내 11개 산업별 그리고 국내 시도 지자체별로 2001년과 2013년 국내에서 발생된 NOx, SOx, PM10, NH3 배출량 자료를 활용하여 미세먼지형성 가능성 평가와 이로 인한 인체 호흡기 영향(DALY year)을 추정 평가하여 비교 제시하였다. 본 논문에서 산정된 DALY year 결과값은 전체 미세먼지형성 가능성(ton PM10 eq.
대상 데이터
본 연구를 위해서 환경부와 국립환경과학원에서 제시하고 있는 국가 대기오염물질 배출량 서비스(national air pollution emission service) 자료를 활용하였다.16) 국가 대기오염물질 배출량 서비스 자료는 대기배출물질별, 산업부문별(에너지 산업 연소, 비산업 연소, 제조업 연소 등 총 11개 산업 대분류, Table 1), 그리고 17개 시도에서 8가지 대기오염물질 (CO, NOx, SOx, TSP, PM10, PM2.
이론/모형
미세먼지로 인한 인체호흡기 영향 평가를 위해서 전과정평가(life cycle assessment)과정에서 수행할 수 있는 전과정영향평가(life cycle impact assessment) 방법론 중에서 ReCiPe17) 방법론을 사용하였다. 전과정평가는 주로 제품이나 서비스 및 시스템을 대상으로 투입되는 물질, 용수, 에너지 등의 투입물질과 배출되는 대기 및 수질 오염물질, 폐기물 등의 배출물질목록을 바탕으로 환경영향을 산정 및 평가하는 방법론을 지금까지 널리 사용하고 있다.
성능/효과
로 전체 발생의 15%를 차지하며 미세먼지형성에 영향을 주었으며, 7,723 DALY year의 값의 장애보정손실년수를 가진 것으로 산정되어졌다. 농업 부분이 73,957 ton PM10 eq. (14%)와 6,153 DALY year,에너지산업연소부분이 63,584 ton PM10 eq.(약 12%)와 4,467 DALY year 등의 순으로 영향을 준 것으로 나타났다. 세부 결과값들을 Fig.
의 변화추이를 정리하여 나타내었다. 서울, 부산, 대구, 인천, 광주, 대전 및 울산 등의 대부분의 도시에서는 ton PM10 eq. 값이 점차적으로 낮아졌음을 알 수 있으며, 충남, 전남, 경북 등에서는 계속적으로 대기오염물질 발생으로 인한ton PM10 eq. 값이 점차적으로 증가된 것을 알 수 있다
로 전체 발생의 23%를 차지하며 미세먼지형성에 영향을 주었으며, 8,184 DALY year의 값의 장애보정손실년수를 가진 것으로 산정되었다. 제조업 연소부분이 66,517 ton PM10 eq. (12%)와 7,085 DALY year, 농업부분이 55,340 ton PM10 eq. (10%)와 4,604 DALY year, 비도로이동오염원부분이 51,906 ton PM10 eq.(약 10%)와 4,477 DALY year 등의 순으로 영향을 준 것으로 나타났다.
후속연구
5, NH3 배출량 자료를 고려하여 미세먼지 경보 및 주의보발령에 활용해야 할 것으로 사료된다. 또한, 본 연구에서는 연도별 비교를 위해서 PM2.5자료를 활용하지 못하여 결과를 산정 제시함에 있어서 예측치의 한계가 있다고 할 수 있다. 향후에는 이 자료부분도 추가하여 산정되어 비교평가 할 수 있을 것으로 사료된다.
또한, 각 산업 및 각 지자체에서의 결과를 바탕으로 더 세부적인 분석이 필요하겠지만 이러한 부분은 환경부에서 구축된 자료와 분석 보고서2,7) 자세히 나타나 있기 때문에 본 논문에서는 더 자세하게 설명되어 있지 않다. 미세먼지 형성가능성 및 미세먼지 형성가능성 오염물로 인한 인간영향을 줄이기 위해서는 본 연구에서 제시하고 있는 세부적인 평가를 통해서 주요배출산업 및 지역에서의 미세먼지 저감을 위한 노력들이 이루어져야 할 것으로 사료된다.
) 값을 전체 인구수로 나눈 값이므로, 노약자나 연소자에게는 더 큰 영향을 줄 수 있으며, 추후에는 나이별로 구분하여 더 세부적으로 산정 및 평가해야 할 것으로 사료된다. 본 연구는 각 지자체, 산업 배출시설 및 도로이동오염원 등에서 에너지 연소 등의 활동에 대한 배출계수, 활동도, 산정식의 산정방법을 활용하여 구축된 환경부와 국립환경과학원 국가 대기오염 물질배출량 자료를 바탕으로 산출한 결과이므로, 중국 등 국외에서 날라오는 미세먼지 등은 고려하지 않다고 할 수 있기 때문에 실시간 대기정보 모니터링자료와 연관하여 좀 더 세부적으로 평가할 필요가 있다. 또한, 본 연구에서는 연간 대기오염물질 총 배출량값을 사용하여 산정하였지만 이 결과값들은 세부적으로 월별, 계절별, 기후조건에 따라 영향이 달라진다는 것을 고려하여야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
미세먼지는 어떻게 생성되는가?
5)를 석면 및 비소 등의 물질과 같은 등급인1급 발암물질로 지정한 이후로 우리나라에서도 지속적인 관심과 연구를 진행해오고 있다. 1,2) 미세먼지는 자동차 매연과 산업활동으로 인해서 발생되는 유독물질 및 중금속 등이 대기중에서 광화학 반응을 일으켜 만들어진다. 3) 이렇게 만들어진 미세먼지는 기도를 자극하여 각종 호흡기 질환을 일으키는 직접적인 원인이며, 이외에도 피부질환과 안구질환 등이 발병한다.
대기질의 종합적 평가를 위해 만든 AEI에서 나타난 문제점은?
일반 시민들에게 미세먼지 및 대기오염문제를 설명 할때 오염물질의 농도만으로 표현하여 나타내는 것에 대한 문제점을 해결하기 위해서 대기질을 종합적으로 평가하기 위한 지수(index)의 필요성이 요구되어, 미국에서는 PSI (pollutant standard index)와 AQI (air quality index)를 사용하고 있으며, 우리나라 환경부는 국내 실정에 맞도록 미국의 AQI지수(이산화질소를 포함하여 6개의 대기오염물질에 대한 대기지수를 설정 및 표현)를 참고하여 만든 AEI (air environmental index)6)를 개발하여 사용해오고 있었지만 활용이 미흡한 상태였다. 이에 우리나라 정부에서는 2015년 시행된 대기환경기준 신설과 함께 2차 수도권 대기환경 관리 기본 계획을 통해 계속적으로 초미세먼지 관리를 추진하고 있으며, 환경부에서는 통합대기환경지수(CAI, Comprehensive Air-Quality Index)는 기존의 AEI (Air Environmental Index) 지수가 국민들이 느끼는 체감 오염도를 제대로 반영하지 못한다는 문제가 제기됨에 따라, 이에 대한 개선책으로 인체에 대한 유해성, 변별력, 체감오염도를 동시에 고려하도록 개발된 대기오염도 표현방식으로 에어코리아(www.airkorea.
미세먼지의 구성성분은 어떠한가?
특히 초미세먼지는 미세먼지보다 훨씬 작기 때문에 기도에서 걸러지지 못하고 대부분 폐의 말단부위인 폐포까지 침투해 심장질환과 호흡기 질병 등을 일으키는 것으로 알려져 있다. 3) 미세먼지 구성성분은 그 미세먼지가 발생된 지역이나 계절, 기상조건 등에 따라 달라질 수 있지만, 대부분 대기오염물질이 공기 중에서 반응하여 형성된 물질(예를 들면, 황산염, 질산염 등)과 석탄 및 석유 등 화석연료를 태우는 과정에서 발생하는 탄소류와 검댕, 지표면 흙먼지 등에서 생기는 광물 등을 구성하고 있다. 4) 미세먼지는 산업장의 공장굴뚝, 화력발전소, 자동차 배기가스 등의 발생원으로부터 고체 상태로 배출되는 1차적 발생먼지와 황산염 및 질산염과 같이 발생원으로부터 가스 상태로 나온 물질이 공기 중의 다른 물질과 화학적인 반응을 일으 켜 미세먼지로 되는 2차적 발생으로 나누어진다.
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